第六章 船用计程仪.docVIP

——————————————————————————————————————————————— 第六章 船用计程仪 第七章 船用计程仪 第一节 概述 船用计程仪是一种测量船舶航速和累计航程的导航仪器。计程仪所提供的航速信息对船舶驾驶极为重要，其主要作用如下： 1.计程仪测量的航速信息结合陀螺罗经或磁罗经提供的航向信息，可进行船舶船位推算。 2.向卫星导航仪、自动综合导航仪、ARPA和真运动雷达等导航仪器提供航速信息，可实现船舶自动定位和利于船舶操纵及自动避让。 3.向现代化大型或超大型船舶提供纵向和横向速度信息，保证这些船舶在狭水道航行、靠离码头和锚泊时的安全。 船用计程仪按其测量参考坐标系的不同，可分为相对计程仪和绝对计程仪两类。相对计程仪只能测量船舶相对于水的速度并累计其航程，如水压式、电磁式等计程仪。绝对计程仪可以测量船舶对地的速度并累计其航程，如多普勒计程仪和声相关计程仪。但是当测量水深超过其跟踪深度范围时，绝对计程仪便转换成为跟踪水层的相对计程仪。具体地讲，工作于“海底跟踪”方式的多普勒、声相关计程仪属于绝对计程仪，工作于“水层跟踪”方式的多普勒、声相关计程仪属于相对计程仪。 水压式计程仪是第二次世界大战后，应用流体力学的伯努利定理制成的，即船舶航行时的水流动压力与航速平方成正比的原理。这种计程仪在中高速测速时精度较高，但在低速测量时精度和灵敏度均较差，而且其操作维护也不方便，已基本被淘汰。 电磁计程仪是应用电磁感应原理来测量船舶相对于水的航速和累计其航程的。其优点是测速线性好，测速范围大，而且可测量船舶后退速度，精度较高（1%～2%或0.2Kn），成本低且使用方便。因此，这种型号的计程仪目前在船舶上得到了普遍的使用。典型的如国产的CDJ型、日本的EML型、法国的BEN型等。 多普勒计程仪是20世纪70年代初期的产品，它是随着航运事业的发展，为了解决某些大型、超大型船舶的进出港、靠离码头和锚泊等问题而制成的。这种计程仪是利用声波的多普勒效应进行测速的，它可以提供船舶相对于海底的绝对航速和航程信息，同时还可以测量船舶后退及船首尾横移速度。它具有测速精度高（0.2%～0.5%或0.1Kn），测速门限低（0.01Kn）等优点。其典型产品如美国的SRD-331型，德国的ATLAS DOLOG20系列，日本的TD-501型、MF-100型和国产的MCDL-1型等。 声相关计程仪是于20世纪70年代中期问世的产品，它是利用相关技术对声波信号进行处理来测速的，其特点是测速精度高（0.2%或0.1Kn），测量精度不受海水中声速变化的影响，它可测速计程，还可兼作测深仪使用。其典型产品有瑞典的SAL-ACCOR型、SAL-R1型和SAL-865型等。 第二节 电磁计程仪 一、电磁传感器的工作原理： 电磁计程仪（electromagnetic log）是利用电磁感应原理来测量船舶航速和累计航程的一种相对计程仪。 电磁传感器是根据电磁感应原理，产生一个与船舶速度成正比的电信号。常用的传感器有两种：平面式和导杆式。平面式传感器的底面与船底平齐；导杆式传感器为一根可升降的圆柱形导杆，计程仪工作时伸出船底，不工作时可将导杆升起。 平面式电磁传感器的结构原理图如图7-1所示： 倒“山”字型铁芯沿船舶横向安装在船底板开孔处。 铁芯的中间柱上绕有激磁绕组；在铁芯的两个空隙中 嵌有间距为L的两个电极a和b及其引出导线；电极 和导线用非导磁材料填封并固定。当激磁绕组通入 220V50Hz的交流电E~时，在铁芯两侧形成交变磁场 B~。 当船以航速V向前（或向后）航行时，则水流相 对船的速度V大小相等，方向相反。由于海水可导电， 可将流过两电极间的海水看作无数根运动的“导体” 在切割磁力线，根据电磁感应原理，在电极a、b和海 水形成的回路中将产生感应电动势Eg： B~ 图7-1 Eg?B~Lv?10?8(v) （7-1） 式中，B~为交流磁感应强度（Gs），L为两电极间距（cm），V为航速（cm/s）。显然，只要测得感应电动势Eg，由上式即可求出船舶航速V。 二、CDJ-6型电磁计程仪的使用与调整 CDJ-6型电磁计程仪是由上海船舶仪器设备厂生产的,其设备组成主要有平面式传感器、接线盒﹑主机和航速表等,如图7-2所示： 指示表 速指示表 线接图7-2 1.整机性能参数 测速范围： -5～+25Kn 航程范围：